چکیده
احتمال خرابی (شاخص اعتبار) و ارزیابی ایمنی سازه ها مورد توجه مهندسی سازه است. به منظور محاسبه شاخص قابلیت اطمینان، روش های لحظه ای نیاز به یک فرم ریاضی صریح از عملکرد حالت حد و شیب این عملکرد دارند و روش های شبیه سازی به تعداد زیادی از ارزیابی های این عملکرد بستگی دارد. در این مطالعه به منظور کاهش تلاش های محاسباتی مسئله بهینه سازی تدوین شده است تا بتواند شاخص قابلیت اطمینان برای مشکلات ساختاری با عملکرد محدودی ضمنی را محاسبه کند. برای این منظور تابع هدف با استفاده از روش Hasofer و Lind تدوین می شود و عملکرد حالت حد بر اساس فرکانس حالت اول تعریف می شود. متغیرهای تصادفی شامل مدول الاستیسیته، تراکم مواد، جرم غیر ساختاری و سطح مقطع است. برای ارزیابی صحت رویکرد پیشنهادی در برآورد شاخص قابلیت اطمینان، چهار ساختار خرپایی انتخاب شده و شاخص قابلیت اطمینان آنها با استفاده از شش الگوریتم متا اکتشافی شامل WEO ، AWEO ، CBO ، ECBO ، VPS و EVPS محاسبه می شود. در مقایسه با روش شبیه سازی مونت کارلو، رویکرد پیشنهادی عملکرد قابل قبولی را نشان می دهد.
1. مقدمه
تحلیل و طراحی سازه های مبتنی بر تئوری قابلیت اطمینان موضوعی است که اخیراً مورد توجه جدی قرار گرفته است. این توجه با ماهیت تصادفی پارامترهای ساختاری مانند خصوصیات مواد، بارهای خارجی، خصوصیات هندسی سطح مقطع، ابعاد هندسی سازه ها و غیره همراه است. با استفاده از تئوری قابلیت اطمینان در سیستم های ساختاری، عدم قطعیت های ناشی از ماهیت آماری پارامترهای ساختاری را می توان به عنوان معادلات ریاضی معرفی کرد در حالی که ملاحظات ایمنی و عملکرد کمی در فرآیند طراحی کاربرد دارد [1،2]. ارزیابی احتمال خرابی یا محاسبه شاخص قابلیت اطمینان یک مسئله اساسی در تحلیل قابلیت اطمینان سازه ها است. یکی از ساده ترین و ابتدایی ترین روش های تخمین مرتبه اول برای محاسبه شاخص پایایی توسط کرنل در سال 1969 پیشنهاد شد [3]. در سال 1974، هاسوفر و لیند شاخص قابلیت اطمینان جدید را به عنوان حداقل فاصله هندسی بین مبدا و عملکرد حالت کاهش یافته تعریف کردند [4]. در دهه های گذشته، محققان روشهای مختلفی را برای محاسبه احتمال خرابی یا شاخص پایایی ارائه داده اند که می تواند به شرح زیر طبقه بندی شود:
روش های لحظه ای: این روش ها مبتنی بر لحظه های مختلف متغیرهای تصادفی از جمله میانگین ارزش، واریانس و سایر لحظه های مرتبه بالاتر است. با استفاده از روش های شیب، کمترین فاصله از عملکرد حالت حد از مرکز سیستم مختصات استاندارد عادی به نام شاخص قابلیت اطمینان تعریف می شود. سپس با وجود این شاخص، احتمال شکست حاصل می شود [5-8].
این مقاله در نشریه الزویر منتشر شده و ترجمه آن با عنوان سازه های خرپایی در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
